气体行星振荡模式的激发与阻尼

气体巨行星振荡模式的激发与阻尼机制尚未确定。我们表明，微分旋转可能显著增强巨行星中的对流粘性，从而导致 f 模和低阶 p 模的阻尼时间为 $t_{\rm damp} \sim 10^5-10^6 \, {\rm years}$。辐射扩散可在 $t_{\rm damp} \sim 10^3-10^7 \, {\rm years}$ 的尺度上阻尼 p 模。虽然缓慢的对流运动无法有效激发 f 模或 p 模，但受水或硅酸盐凝结驱动的风暴可能发挥作用。高阶 p 模最有效地通过彗星/小行星撞击激发。将这些计算应用于太阳系行星，水风暴、岩石风暴和撞击均可能贡献于通过环系振荡解释所观察到的土星 f 模振幅。类似的 f 模振幅预计会产生分数引力扰动 $\delta \Phi/\Phi \sim 10^{-10}-10^{-9}$，土星和木星以及乌拉劳斯的 f 模，除了其最低 $\ell$ 模之外，可能具有更大的引力扰动 $\delta \Phi/\Phi \sim 10^{-7}$。岩石风暴可能对木星的模式驱动有贡献，而水风暴对乌拉劳斯更为重要。预测最高振幅的 p 模周期为 $\sim$10-30 分钟，木星和土星的表面速度为 $\sim$10 cm/s，乌拉劳斯为 $\sim$1 cm/s。这些振荡模式可能通过径向速度测量、环系振荡或航天器多普拉特跟踪进行探测。然而，阻尼和激发物理学的不确定性高出几个数量级，因此需要更仔细的检讨相关物理学，才能获得稳健的估计。